Устройство для подъема глубинной воды в поверхностный слой водоема

Устройство для подъема глубинной воды в поверхностный слой водоема

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5И 4 А 01 I< 67/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Урожаю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3628097/28-13 (22) 21.07.83 (46) 07.08.86. Бюл. Р 29 (71) Институт океанологии им. П.П.Ширшова (72) Н.В. Вершинский, Б.П. Пшеничный и А.А. Сидоренко (53) 639.3.043.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 864612, кл. А 01 К 61/00, 1978.

Патент США Р 4051810, кл. А 01 К 61/00, опублик. 1977.

„„SU„„1248579 А 1 (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЬЕМА ГЛУБИННОЙ ВОДЫ В IIOBFPXHOCTIIblA СЛОЙ

ВОДОЕ11А, включающее поплавок с подьемным трубопроводом, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности насыщения поверхностного слоя глубинной водой, оно снабжено патрубком, свободно установленным посредством сильфона в верхней части подъемного трубопровода с образованием телескопической системы, и теплообменником, при этом последний совмещен с поплавком.

1248579

Изобретение относится к рыбной промьппленности и может бьпч- использовано как в пресньгх водах озер и водохранилищ, так и в открытых водах морей и океанов, на шельфе, а также в хозяйствах марикультуры.

Цель изобретения — повышение эффективности насыщения поверхносTiloго слоя глубинной водой.

Использование устройства способ- iIG ствует созданию благоприятных условий для развития кормовой базы рыб и других гидробионтов.

Па фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг. 2 — 15 кинематическая схема работы; на фиг. 3 — узел I на фиг. 1,, разрез.

Устройство для подъема глубинной воды в поверхностный слой водоема содержит поплавок 1 с подъемным трубо- р11 проводом 2 и снабжено патрубком 3, свободно установленным посредством сильфона 4 в верхней части подъемного трубопровода 2 с образованием телескопической системы, и теплообмен- 25 ником 5, совмещенным с поплавком 1.

Патрубок 3 установлен коаксиально подъемному трубопроводу 2, частично размещен во внутренней полости подьемного трубопровода 2 и частично во gg внутренней полости сильфона 4, образуя тем самым с поплавкоM, подвижную телескопическую систем., :-акрепленную с возможностью ее гродольного перемещения относительно продольной

35 оси подъемного трубопровода 2.

Телескопическая система позволяет верхней части устройства отслеживать поверхность уровня проходящих волн при относительно неподвижной ocrioB

40 ной трубе подъемного трубопровода 2.

Теплообменник 5 служит для обеспечения подогрева поднимающейся глубинной воды, которая, выходя из патрубка 3, первоначально стекает в тепло45 обменник 5 и, проходя по лоткам 6, прогревается до температуры, близкой к температуре поверхностных слоев, а затем стекает в водоем.

Конструкция устройства позволяет обеспечить повышение эффективности яасьпцения поверхностного слоя глубинной водой за счет подвижной телескопической системы, теплообменника, благодаря использованию самотека глубинной воды и за счет исключения потерь на обратное погружение поднятой глубинной воды.

Устройство обеспечивает поступ. ение в поверхностный слой значительного количества биогенных веществ, которые, растекаясь по акватории, вызывают усиленный рост фито- и зоопланктона, что способствует улучшению кормовой базы для рыб и концентрированию скопления промысловых. объектов на определенной площади.

Устройство для подъема глубинной воды в поверхностный слой водоема работает следующим образом.

Устройство устанавливают вертикально в водоеме, акватории, где необходимо создать зону с повьппенным содержанием биогенных веществ.

Подъем глубинной воды заключается в создании восходящего потока в подьемном трубопроводе 2 за счет энергии волн, которая утилизируется в перепад давлений сообщающихся сосудов, одним из которых является подъемный трубопровод 2, а другим — водоем.

При отсутствии волн уровень воды внутри подъемного трубопровода 2 соответствует уровню поверхности спокойного моря. При волнении, когда верхний конец подъемного трубопровода 2 оказывается на гребне поверхностной волны, уровень воды внутри трубы 2 лишь немного повьппается. В тот момент, когда верхний конец трубы 2 окажется между вершинами волн (во впадине), вода из подъемного трубопровода 2, сохраняющая тот же уровень, дозированно выливается через лотки 6 теплообменника 5 в окружающую среду °

При этом, учитывая размещение уровня излива выше уровня размещения теплообменника 5, поднятая глубинная вода самотеком проходит теплообменник 5, нагреваясь до температуры окружающей поверхностной воды, что ис,ключает возвратное погружение глубинной воды и повышает эффективность насьпцения поверхностного слоя глубинной водой.

Когда первоначальный объем воды, заполнивший подъемный трубопровод 2, выльется, в поверхностный слой начнет поступать вода с глубины, богатая биогенными веществами, и обогащать его. Этот процесс продолжается все время, пока верхний конец подъемного трубопровода 2 находится во впадине между вершинами волн. Средний расход воды, вытекающей из подъемно1248579

birr(3/4)

s п.х Йх

Г(5/4)

1 77.1 225 — 2 26

0,906

Получается

2 26 — — рS gH

Г211

Так как

2 26

= 0,51, 20

Составитель Т. Красюкова

Редактор А. 1Пишкина ТехредЛ.Олейник KoppefcTop А. Зимокосов

Заказ 4152/3 Тираж 679 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 го трубопровода 2, когда его верхний конец находится во впадине между волн, определяется по формуле

1 Г

1Ц2

W = p SV„= р Я вЂ” J 2gHsindt dt = о

= р S -- ) 2gIIsirigtg(u3t)

Td о —; Й j Bl. .», р$ о где W„ — средний расход воды, м /с; — коэффициент расхода, учитывающий потери на входе и выходе устройства;

Б — площадь сечения подъемного трубопровода, м

V. — средняя скорость подъема воды в трубопроводе за период, м/с;

g — ускорение силы тяжести, 9,81 м/с

Н вЂ” амплитуда высоты волны за вычетом потерь на трение по длине трубопровода, м;

Т вЂ” период волны, с; и = 3,14.

Входящий в последнее выражение интеграл находят с помощью гамма-функций то окончательно получается, что

W, = 0,51 р БЯН.

Расчет показывает, что предлагаемое устройство с подъемным трубопроводом диаметром ),2 м (S = 1 м ), длиной 100 м, изготовленным из материала, имеющего коэффициент шероховатости 0,02, установленное в районе, характеризующемся средней амплитудой высоты волны 0,85 м (полная высота

1,7 м) при периоде 6 с и к9эффициенте расхода 0,7, обеспечивает расход воды м /с, что составляет свыше

85,000 м в сутки, что позволит повысить продуктивность верхнего слоя водоема на большой акватории.